为什么精心设计的整流桥应用仍可能面临过热风险？关键在于散热管理是否到位。高效的热设计直接影响功率半导体器件的可靠性、性能表现和使用寿命。这份指南聚焦SEMIKRON整流桥的散热管理实践。
理解散热基本原理与挑战
整流桥在工作时将部分电能转化为热能。若热量无法及时有效地散发出去，结温会持续升高。过高的结温是器件失效的主要原因之一，可能导致性能下降甚至永久损坏。
热量的传递主要通过热传导（从芯片到基板/外壳）、热对流（散热器表面与空气交换）和热辐射（热量以电磁波形式散发）三种途径。管理好每一步的热阻是核心挑战。
热设计不当的常见后果包括过早老化、参数漂移及意外停机。(来源：行业可靠性报告)
散热器选型与安装关键要素
选择合适的散热器是散热管理的基石。需综合考虑多方面因素。
散热器性能考量点
- 热阻值：这是衡量散热器散热效率的核心参数，值越低越好。需匹配器件的散热需求。
- 材料特性：常见材料如铝、铜及其合金，其导热能力存在差异。
- 表面积与鳍片设计：更大的有效表面积和优化的鳍片结构能增强空气对流散热效果。
- 表面处理工艺：如阳极氧化等处理可改善辐射散热能力并提升耐腐蚀性。
确保良好热界面与安装
- 导热界面材料：在器件外壳与散热器接触面间使用合适的导热硅脂或导热垫片至关重要，能填充微观空隙，显著降低接触热阻。
- 安装压力与均匀性：确保螺钉按推荐扭矩和顺序拧紧，使接触压力均匀分布，避免局部过热。
- 清洁度：安装前务必保证接触面的高度清洁，无油污、灰尘或氧化层。
系统级散热优化策略
散热管理不能仅依赖散热器本身，需从整个系统层面进行优化。
优化气流与环境
- 强制风冷设计：合理规划风扇位置、风量和风道，确保气流能有效流经散热器鳍片。避免气流短路或死区。
- 设备布局：保证整流桥周围有足够空间利于空气流通，避免其处于其他热源的下游位置。
- 环境温度控制：尽量将设备安装在通风良好、环境温度较低的区域。机柜内可考虑增加通风或排气装置。
